У галузі прецизійної оптики та метрології досягнення стабільного та безвібраційного середовища є основою надійних вимірювань. Серед усіх допоміжних систем, що використовуються в лабораторіях та промислових умовах, оптична повітряна плаваюча платформа, також відома як стіл для оптичної віброізоляції, відіграє вирішальну роль у забезпеченні високої точності таких приладів, як інтерферометри, лазерні системи та координатно-вимірювальні машини (КВМ).
Інженерний склад оптичної платформи
Високоякісна оптична платформа складається з повністю закритої повністю сталевої стільникової структури, розробленої для виняткової жорсткості та термостабільності. Верхня та нижня пластини, зазвичай товщиною 5 мм, скріплені з точно обробленим стільниковим осердям, виготовленим зі сталевих листів товщиною 0,25 мм, утворюючи симетричну та ізотропну структуру. Така конструкція мінімізує теплове розширення та стиснення, забезпечуючи збереження площинності платформи навіть за коливань температури.
На відміну від алюмінієвих або композитних сердечників, сталева стільникова структура забезпечує стабільну жорсткість по всій глибині, не спричиняючи небажаної деформації. Бічні стінки також виготовлені зі сталі, що ефективно усуває нестабільність, пов'язану з вологістю, — проблему, яка часто зустрічається в платформах, виготовлених зі змішаних матеріалів. Після автоматизованої обробки та полірування поверхні, стільниця досягає субмікронної площинності, що забезпечує ідеальну поверхню для оптичних вузлів та точних приладів.
Точне вимірювання та перевірка відповідності
Перш ніж покинути завод, кожна оптична повітряна плавуча платформа проходить серію випробувань на вібрацію та сумісність. Імпульсний молоток застосовує контрольовану силу до поверхні платформи, а датчики фіксують результуючу вібраційну реакцію. Сигнали аналізуються для створення спектру частотної характеристики, який допомагає визначити резонансні та ізоляційні характеристики платформи.
Найважливіші вимірювання проводяться з чотирьох кутів платформи, оскільки ці точки представляють найгірший сценарій відповідності. Кожен продукт постачається зі спеціальною кривою відповідності та звітом про продуктивність, що забезпечує повну прозорість динамічних характеристик платформи. Такий рівень тестування перевищує традиційні галузеві практики, надаючи користувачам детальне розуміння поведінки платформи в реальних робочих умовах.
Роль віброізоляції
Віброізоляція є основою конструкції оптичної платформи. Вібрації виникають з двох основних джерел — зовнішніх і внутрішніх. Зовнішні вібрації надходять від землі, такі як кроки, обладнання поблизу або структурний резонанс, тоді як внутрішні вібрації виникають через потоки повітря, системи охолодження та власну роботу приладу.
Повітряна плаваюча оптична платформа ізолює обидва типи. Її пневматичні підвісні ніжки поглинають і послаблюють зовнішню вібрацію, що передається через підлогу, тоді як повітряний демпфуючий шар під стільницею фільтрує внутрішні механічні шуми. Разом вони створюють тиху, стабільну основу, яка забезпечує точність високоточних вимірювань та експериментів.
Розуміння власної частоти
Кожна механічна система має власну частоту — частоту, на якій вона схильна вібрувати під час впливу збурень. Цей параметр тісно пов'язаний з масою та жорсткістю системи. В системах оптичної ізоляції підтримка низької власної частоти (зазвичай нижче 2–3 Гц) є критично важливою, оскільки це дозволяє столу ефективно ізолювати вібрацію навколишнього середовища, а не підсилювати її. Баланс між масою, жорсткістю та демпфуванням безпосередньо визначає ефективність ізоляції та стабільність системи.
Технологія повітряної плавучої платформи
Сучасні пневматичні платформи можна розділити на лінійні пневматичні платформи XYZ та роторні пневматичні платформи. Основою цих систем є механізм пневматичних підшипників, який забезпечує майже безтертячий рух, що підтримується тонкою плівкою стисненого повітря. Залежно від застосування, пневматичні підшипники можуть бути плоскими, лінійними або шпиндельними.
Порівняно з механічними лінійними напрямними, повітряні підшипники пропонують точність руху на мікронному рівні, виняткову повторюваність та нульовий механічний знос. Вони широко використовуються в інспекції напівпровідників, фотоніці та нанотехнологіях, де субмікронна точність та довготривала стабільність є важливими.
Технічне обслуговування та довговічність
Підтримка оптичної платформи з повітряною вібрацією є простою, але важливою. Підтримуйте поверхню чистою та вільною від сміття, періодично перевіряйте подачу повітря на наявність вологи або забруднення та уникайте сильних ударів по столу. За належного обслуговування прецизійний оптичний стіл може надійно працювати десятиліттями без погіршення продуктивності.
Час публікації: 11 листопада 2025 р.